红背伯劳对普通杜鹃声音拟态的抵抗:揭示宿主认知能力在协同进化军备竞赛中的作用

《Animal Cognition》:Red-backed Shrikes (Lanius collurio) resist acoustic mimicry by the Common Cuckoo (Cuculus canorus)

【字体: 时间:2025年12月04日 来源:Animal Cognition 2.1

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  本研究针对普通杜鹃(Cuculus canorus)雌鸟通过模仿雀鹰叫声欺骗宿主的假说,通过对红背伯劳(Lanius collurio)开展跨季节播放实验,发现宿主能精准区分两种声学信号:繁殖期对杜鹃声表现出警戒/接近行为,对雀鹰声则隐藏躲避;迁徙期仅对雀鹰声有反应。结果表明杜鹃的声音拟态策略对该宿主无效,凸显了鸟类认知灵活性在协同进化中的关键意义。

  
在鸟类世界中,约1%的物种演化出了特殊的繁殖策略—— brood parasitism(巢寄生),它们将育雏的负担转嫁给其他鸟类。其中,普通杜鹃(Cuculus canorus)与宿主之间的协同进化军备竞赛尤为精彩。杜鹃雌鸟不仅外形酷似雀鹰(Accipiter nisus),其独特的"bubbling call(气泡音)"更被认为是对雀鹰叫声的精准模仿,这种声学拟态策略旨在恐吓宿主,使其远离巢穴,从而为杜鹃成功产卵创造机会。然而,这一假说在学界尚存争议:视觉模型实验支持拟态效果,但单纯依靠声音信号的识别机制却鲜有研究。
红背伯劳(Lanius collurio)作为杜鹃的 historical host(历史宿主),虽当前寄生率已降至1%以下,但其保留的强烈防御行为和卓越认知能力,使其成为探究声学识别的理想模型。为此,研究团队在波兰繁殖地和塞浦路斯迁徙停歇地分别设计播放实验,系统比较伯劳对三种声音(杜鹃气泡音、雀鹰叫声、作为对照的珠颈斑鸠叫声)的行为反应。
研究采用标准化播放实验技术,在波兰东部62个伯劳巢穴和塞浦路斯122只迁徙个体上开展对照试验。通过隐蔽观察记录鸟类对声刺激的五分钟行为反应,采用二元反应(有/无)和四级分类(无反应/隐藏/远距离反应/接近扬声器)双重评分体系。统计建模采用广义线性模型(GLM)分析季节、繁殖阶段等变量对行为的影响。
繁殖期行为差异显著
实验数据显示,伯劳对杜鹃和雀鹰叫声的反应率(73% vs 52%)均显著高于对照组,但行为模式截然不同:雀鹰声引发81.8%的隐藏行为,而杜鹃声则触发64%的接近反应。这种差异在 Fisher 精确检验中达到极显著水平(p<0.001),证明伯劳能通过纯声学线索准确区分两类威胁。
迁徙期验证生态特异性
迁徙期的结果更具说服力:伯劳对雀鹰声的反应率高达92%,而对杜鹃声(26%)与对照组(11%)无统计学差异。这种季节特异性表明,伯劳对声信号的解读高度依赖生态背景,杜鹃叫声仅在繁殖期被视作相关信号。
时间变量影响防御强度
模型显示繁殖早期(5月15日)的反应概率达98%,而晚期(6月29日)降至14%,印证了 offspring value hypothesis(后代价值假说)——亲鸟随繁殖投资减少而降低防御强度。
本研究首次通过跨季节对照实验证实:红背伯劳能突破杜鹃的声音拟态陷阱,其识别精度不仅体现在反应有无,更体现在行为类型的本质差异。这一发现挑战了"杜鹃声音拟态普遍有效"的传统认知,揭示了宿主认知灵活性在协同进化中的核心地位。研究为理解声学信号在种间互作中的功能提供了新视角,强调未来需结合多模态(视听整合)刺激,进一步揭示宿主-寄生者军备竞赛的动态本质。论文发表于《Animal Cognition》期刊,为行为生态学和认知进化研究提供了重要案例。
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